可再生能源的城市大热容水环系统技术方案

可再生能源的城市大热容水环系统，属于区域能源综合利用技术领域。本发明专利技术的目的在于让区域内冷热量自然平衡并将机械转换热降为最低；直接供给区域建筑物冷、热量以及生活用水；充分利用可再生能源；提高供能效率以及用能安全性。本发明专利技术包括含初级水处理的取退水子系统、大热容水环管网子系统、含中高级水处理的用户侧子系统和辅助热源子系统。本发明专利技术提出直接的供热与供冷能源转换与利用方式，实现了用户侧分质供水理念，提供用户生活用热水、中质水及直饮水；将城市的供热、供冷与供水三个管网的功能用一套管网实现。节约常规能源，简化城市市政管网系统，降低了建造管网成本及运行管理费用，可用于城市区域能源综合利用及联合供能优化设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种城市大热容水环系统，属于区域能源综合利用

技术介绍
目前国内外联合供能系统的研究主要集中在常规能源的热电联产系统以及热电冷联供系统。从国内外的发展来看，这些系统均完全采用化石能源或以化石能源为主。随着技术的进步，传统化石能源系统的效率已经有了显著的提高，后期效率提升的代价很大。而且随着我国城市化进程的加速，石油、煤炭等化石能源供不应求，城市能源系统辅之以可再生能源或转化为以可再生能源为主、多能源互补利用是ー个大趋势。在以往的城市市政建设中，城市供热系统、供冷系统以及供水系统通常是完全独立的三个系统，分别有各自的源、网以及用户，系统的能源供应以常规能源为主，系统的管网一般分别设置于地下空间。这样分开设置的系统输配能耗高，管网成本及维护费用高，供能可靠性差。因此，在城市供能系统发展对可再生能源的利用、系统能效的提升、降低系统的运行费用及系统的简单化方面具有很大的需求。作为城市市政管网的重要组成部分，城市供热、供冷、供水管网在我国已有几十年的发展历程，针对城市市政管网输配
已开展了大量的研究工作，研究的重点包括独立市政管网结构形式、分布式市政管网输配技术、城市供热管网集中调节理论、城市供水管网优化运行方法等等。相关的理论研究、产品开发、工程应用等方面已取得了诸多成果。但是对于城市供热、供冷、供水管网联合供应方面的研究，还处于空白阶段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于让区域内冷热量自然平衡并将机械转换热降为最低；直接供给区域建筑物冷、热量以及生活用水；充分利用可再生能源；提高供能效率以及用能安全性。该系统命名为城市大热容水环系统。本专利技术的技术方案为本专利技术所述城市大热容水环系统包括含初级水处理的取退水子系统、大热容水环管网子系统、含中高级水处理的用户侧子系统和辅助热源子系统；所述含初级水处理的取退水子系统包括过滤装置、取水水泵、给水池、给水池供水阀门、蓄水池、蓄水池入ロ阀门、蓄水池供水阀门、蓄水池泄水阀门、第二水力发电机和第二水力发电控制阀、第二泄水阀、供水水泵、第一水力发电机和第一水力发电控制阀、第一泄水阀；所述大热容水环管网子系统包括换热设备、给水主干路、泄水主干路、热水管路、冷水管路；所述含中高级水处理的用户侧子系统包括用于供热供冷的大型水源热泵机组、第一锅炉、第二锅炉、制冷机组、用于提供生活用热水的大型水源热泵机组、蓄能池、生活用热水管道、第一中级水处理设备、第二中级水处理设备、第一压差传感器、第二压差传感器、生活用中质水管道、高级水处理设备和直饮水管道；所述取水水泵用于从地表水源取水，取水水泵入ロ设置过滤装置，取水水泵的出水口连接给水池，在给水池中采用预氧化/高效混凝/高速过滤处理从地表水源中取出的原水，给水池的出口通过供水水泵与换热设备的入水ロ连通，在给水池和给水池水泵之间管路上设有给水池控制阀，换热设备的出水ロ连通给水主干路的一端，给水主干路的另一端连通热水管路的进水端以及冷水管路的进水端；热水管路的出水端以及冷水管路的出水端与泄水主干路的一端连通；用于供热供冷的大型水源热泵机组的冷热源端的入口通过供热供冷水泵与供热进水支管的一端以及供冷进水支管的一端均连通，供热进水支管的另一端连通在热水管路上，供冷进水支管的另一端连通在冷水管路上；用于供热供冷的大型水源热泵机组的冷热源端的出口与供热回水支管的一端以及供冷回水支管的一端均连通，供热回水支管的另ー端连通在冷水管路上，供冷回水支管的另一端连通在热水管路上；供热进水支管上设有供热进水控制阀，供冷进水支管上设有供冷进水控制阀，供热回水支管上设有供热回水控制阀，供冷回水支管上设有供冷回水控制阀；当用户需要供热时，开启供热进水阀门和供热回水控制阀，关闭供冷进水控制阀和供冷回水控制阀，当用户需要供冷时，开启供冷进水控制阀和供冷回水控制阀，关闭供热进水阀门和供热回水控制阀；用于供热供冷的大型水源热泵机组的用户端与用户供热供冷系统连接；当热泵机组供给用户端的热量无法满足用户要 求时通过开启供热锅炉提高管道水温；当热泵机组供给用户端的冷量无法满足用户要求时通过开启制冷机组降低管道水温；用于提供生活用热水的大型水源热泵机组的冷热源端的入口通过提供生活用热水水泵与提供生活用热水进水支管的一端连通，提供生活用热水进水支管的另一端连通在热水管路上，用于提供生活用热水的大型水源热泵机组的冷热源端的出口与提供生活用热水回水支管的一端连通，提供生活用热水回水支管的另一端连通在冷水管路上，提供生活用热水进水支管上设有提供生活用热水进水控制阀，水源热泵机组的用户端的入口通过管道与第一中级水处理设备出口相连通，第一中级水处理设备的入口通过水处理水泵与热水管道相连通；水源热泵机组用户端的出口与用户生活用热水管道相连通，当供给用户端的热水温度无法满足用户要求时通过第二供热锅炉提高管道水温；所述第二中级水处理设备的入口通过中级水处理用水泵与第一取水管道的一端以及第二取水管道的一端均连通，第一取水管道的另一端连通在热水管路上，第二取水管道的另一端连通在冷水管路上，在第一取水管道上设有第一压差控制阀，在第二取水管道上设有第二压差控制阀；在热水管道与冷水管道之间安装第一压差传感器，第一压カ传感器可以测出热水管道和冷水管道的某点处的压力并进行比较；当热水管道某点处的压力与冷水管道某点处的压力之差大于零时，第一压差控制阀打开并且第二压差控制阀关闭；当压カ差小于零时，第二压差控制阀打开并且第一压差控制阀关闭；所述第二中级水处理设备的出口与用户的生活用中质水管道连通；高级水处理设备的入口通过高级水处理用水泵与第三取水管道的一端以及第四取水管道的一端均连通，第三取水管道的另一端连通在热水管路上，第四取水管道的另ー端连通在冷水管路上，在第三取水管道上设有第三压差控制阀，在第四取水管道上设有第四压差控制阀；在热水管道与冷水管道之间安装第二压差传感器，第二压カ传感器可以测出热水管道和冷水管道的某点处的压力并进行比较；当热水管道某点处的压力与冷水管道某点处的压力之差大于零吋，阀门打开并且阀门关闭；当压カ差小于零吋，阀门打开并且阀门关闭；高级水处理设备的出口与用户的直饮水管道相连通；蓄能池的入口与蓄能池供水用水泵的一端相连接，水泵的另一端与蓄热给水管道的一端以及蓄冷给水管道的一端均连通，蓄热给水管道的另一端连接在热水管道上，蓄冷给水管道的另一端连接在冷水管道上，在蓄热给水管道上设有蓄热进水控制阀，在蓄冷给水管道上设有蓄冷进水控制阀；蓄能池的出ロ通过蓄能池排水用水泵与蓄热排水管道的一端以及蓄冷排水管道的一端均连通，蓄热排水管道的另一端连接在热水管道上，蓄冷排水管道的另一端连接在冷水管道上，蓄热排水在管道上设有蓄热排水控制阀，在蓄冷排水管道上设有蓄冷排水控制阀；当热水管道中热量较多吋，仅开启蓄热进水控制阀，蓄能池储存一定的热量，当热水管道中需要热量时，仅开启蓄热排水控制阀，将热量补充到管道中；同理，当冷水管道中冷量较多时，仅开启蓄冷进水控制阀，蓄能池储存一定的冷量，当冷水管道中需要冷量时，仅开启蓄冷排水控制阀，将冷量补充到管道中；泄水主干路一端与热水管道和冷水管道分别连接；泄水主干管的另一端与第一泄水阀和第一水力发电控制阀的一端分别连接，第一泄水阀的另一端通过管道将水排到下游河本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种可再生能源的城市大热容水环系统，其特征在于所述城市大热容水环系统包括含初级水处理的取退水子系统(I)、大热容水环管网子系统(II)、含中高级水处理的用户侧子系统(III)和辅助热源子系统(IV);所述含初级水处理的取退水子系统(I)包括过滤装置(2)、取水水泵(20)、给水池(3)、给水池供水阀门(21)、蓄水池(19)、蓄水池入口阀门(65)、蓄水池供水阀门(66)、蓄水池泄水阀门(68)、第二水力发电机(13-2)和第二水力发电控制阀(64)、第二泄水阀(68)、供水水泵(22)、第一水力发电机(13-1)和第一水力发电控制阀(64)、第一泄水阀(71);所述大热容水环管网子系统(II)包括换热设备(4)、给水主干路(23)、泄水主干路(26)、热水管路(24)、冷水管路(25);所述含中高级水处理的用户侧子系统(III)包括用于供热供冷的大型水源热泵机组(5)、第一锅炉(69-1)、第二锅炉(69-2)、制冷机组(70)、用于提供生活用热水的大型水源热泵机组(27)、蓄能池(12)、生活用热水管道(7)、第一中级水处理设备(8-1)、第二中级水处理设备(8-2)、第一压差传感器(63-1)、第二压差传感器￠3-2)、生活用中质水管道(9)、高级水处理设备(10)和直饮水管道(11); 所述取水水泵(20)用于从地表水源取水,取水水泵(20)入口设置过滤装置(2),取水水泵(20)的出水ロ连接给水池(3)，在给水池(3)中采用预氧化/高效混凝/高速过滤处理从地表水源中取出的原水，给水池(3)的出口通过供水水泵(22)与换热设备(4)的入水口连通，在给水池(3)和给水池水泵(22)之间管路上设有给水池控制阀(21)，换热设备(4)的出水ロ连通给水主干路(23)的一端，给水主干路(23)的另一端连通热水管路(24)的进水端以及冷水管路(25)的进水端；热水管路(24)的出水端以及冷水管路(25)的出水端与泄水主干路(26)的一端连通； 用于供热供冷的大型水源热泵机组(5)的冷热源端的入口通过供热供冷水泵(28)与供热进水支管(29)的一端以及供冷进水支管(30)的一端均连通，供热进水支管(29)的另一端连通在热水管路(24)上，供冷进水支管(30)的另一端连通在冷水管路(25)上；用于供热供冷的大型水源热泵机组(5)的冷热源端的出口与供热回水支管(31)的一端以及供冷回水支管(32)的一端均连通，供热回水支管(31)的另一端连通在冷水管路(25)上，供冷回水支管(32)的另一端连通在热水管路(24)上；供热进水支管(29)上设有供热进水控制阀(33)，供冷进水支管(30)上设有供冷进水控制阀(34)，供热回水支管(31)上设有供热回水控制阀(35)，供冷回水支管(32)上设有供冷回水控制阀(36);当用户需要供热时，开启供热进水阀门(33)和供热回水控制阀(35)，关闭供冷进水控制阀(34)和供冷回水控制阀(36)，当用户需要供冷时，开启供冷进水控制阀(34)和供冷回水控制阀(36)，关闭供热进水阀门(33)和供热回水控制阀(35);用于供热供冷的大型水源热泵机组(5)的用户端与用户供热供冷系统连接；当热泵机组(5)供给用户端的热量无法满足用户要求时通过开启供热锅炉￠9-1)提高管道水温；当热泵机组(5)供给用户端的冷量无法满足用户要求时通过开启制冷机组(70)降低管道水温； 用于提供生活用热水的大型水源热泵机组(27)的冷热源端的入口通过提供生活用热水水泵(37)与提供生活用热水进水支管(38)的一端连通，提供生活用热水进水支管(38)的另一端连通在热水管路(24)上，用于提供生活用热水的大型水源热泵机组(27)的冷热源端的出口与提供生活用热水回水支管(39)的一端连通，提供生活用热水回水支管(39)的另一端连通在冷水管路(25)上，提供生活用热水进水支管(38)上设有提供生活用热水进水控制阀(40)，水源热泵机组(27)的用户端的入口通过管道与第一中级水处理设备(8-1)出口相连通，第一中级水处理设备(8-1)的入口通过水处理水泵(41)与热水管道(24)相连通；水源热泵机组(27)用户端的出口与用户生活用热水管道(7)相连通，当供给用户端的热水温度无法满足用户要求时通过第二供热锅炉￠9-2)提高管道水温； 所述第二中级水处理设备(8-2)的入口通过中级水处理用水泵(42)与第一取水管道(43)的一端以及第二取水管道(44)的一端均连通，第一取水管道(43)的另一端连通在热水管路(24)上,第二取水管道(44)的另一端连通在冷水管路(25)上,在第一取水管道(43)上设有第一压差控制阀(45)，在第二取水管道(44)上设有第二压差控制阀(46);在热水管道(24)与冷水管道(25)之间安装第一压差传感器(63-1),第一压カ传感器(63-1)可以测出热水管道(24)和冷水管道(25)的某点处的压カ并进行比较；当热水管道(24)某点处的压力与冷水管道某点处的压力之差大于零时，第一压差控制阀(45)打开并且第二压差控制阀(46)关闭；当压カ差小于零时，第二压差控制阀(46)打开并且第一压差控制阀(45)关闭；所述第二中级水处理设备(8-2)的出口与用户的生活用中质水管道(9)连通； 高级水处理设备(10)的入口通过高级水处理用水泵(47)与第三取水管道(48)的一端以及第四取水管道(49)的一端均...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明生，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：